生于磅湛省农民家庭。20世纪70年代初，参加柬埔寨共产党游击队。1975年柬埔寨解放后，任东部大区民主柬埔寨革命军副团长兼参谋长。1978年5月，参加东部大区反红色高棉政府的暴动，失败后逃往越南。同年12月，柬埔寨救国民族团结阵线在越南成立，他被推举为阵线中央委员兼救国青年联盟主席。1979年1月红色高棉政府被推翻后，以韩桑林为首的柬埔寨救国民族团结阵线在金边成立政府，洪森任外交部长。1981年、1985年，在柬埔寨人民革命党“四大”和“五大”上，均当选为中央政治局委员兼书记处书记。1981年，出任部长会议副主席兼外交部长。1985年1月，任部长会议主席兼外交部长。1990年9月，当选柬埔寨最高委员会委员。1991年10月，柬埔寨人民革命党易名为柬埔寨人民党，当选为人民党副主席。1993年5月柬埔寨大选后，9月17日通过《柬埔寨王国宪法》，建立君主立宪制，奉辛比克党与人民党联合执政。同年9月24日，出任柬埔寨王国政府第二首相。1997年7月，金边发生武装冲突，执政的奉辛比克党与人民党联合政府分裂，奉辛比克党领袖、第一首相拉那烈王子下台。1998年7月大选，人民党获胜。同年11月30日，柬埔寨国民议会批准洪森出任柬埔寨王国政府的唯一首相。2004年、2008年、2013年和2018年4次连任首相。2015年6月20日，当选人民党党主席。多次访华。